Kiểm soát vận động: Cung phản xạ và tổ chức hệ thống vận động
Kiểm soát vận động là tập hợp các quá trình thần kinh mà qua đó hệ thần kinh tổ chức và thực hiện chuyển động, từ phản xạ tủy sống đơn giản nhất đến hành động tự nguyện, có mục tiêu. Lĩnh vực này định hướng cho người đọc về cách các cung phản xạ, phản hồi cảm giác, các lệnh đi xuống, các tế bào thần kinh vận động và các mạch ức chế kết hợp thành một hệ thống phân lớp để biến ý định và cảm giác thành hoạt động cơ phối hợp.
Definition
Kiểm soát vận động đề cập đến tổ chức thần kinh phân cấp và phân tán—bao gồm các mạch phản xạ tủy sống, các hệ thống đi xuống từ thân não và vỏ não, và các tế bào thần kinh vận động điều khiển cơ bắp—tạo ra, phối hợp và điều chỉnh liên tục chuyển động.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm logic tổ chức của hệ thống vận động như một chủ đề tham khảo: cung phản xạ là đơn vị cơ bản của nó, phản hồi cảm thụ bản thể, các đường dẫn truyền đi xuống và các tế bào thần kinh vận động trên điều khiển chuyển động, các tế bào thần kinh vận động dưới và các đơn vị vận động là đầu ra chung cuối cùng, và các mạch ức chế định hình hành động phối hợp. Đây là kiến thức nền tảng giáo dục về cách chuyển động được tạo ra và kiểm soát, không phải hướng dẫn lâm sàng cho bất kỳ tình trạng nào.
Sub-topics
Core questions
- Cung phản xạ là gì, và nó phục vụ như đơn vị cơ bản của đầu ra vận động như thế nào?
- Phản hồi cảm thụ bản thể thông báo và ổn định chuyển động như thế nào?
- Các đường dẫn truyền đi xuống và các tế bào thần kinh vận động trên điều khiển và điều chỉnh bộ máy tủy sống như thế nào?
- Các tế bào thần kinh vận động dưới và các đơn vị vận động được tổ chức như đường dẫn truyền chung cuối cùng đến cơ bắp như thế nào?
- Các mạch ức chế và đối ứng phối hợp các cơ chủ vận và đối kháng như thế nào?
Key concepts
- Cung phản xạ
- Phản hồi cảm giác và cảm thụ bản thể
- Tế bào thần kinh vận động trên và dưới
- Đơn vị vận động và đường dẫn truyền chung cuối cùng
- Các đường dẫn truyền vận động đi xuống
- Chi phối đối ứng và ức chế
- Tổ chức vận động phân cấp
Key theories
- Đường dẫn truyền chung cuối cùng
- Sherrington lập luận rằng tế bào thần kinh vận động là điểm hội tụ mà qua đó tất cả các lệnh trung ương—phản xạ và tự nguyện—phải đi qua để đến cơ bắp, biến nó thành đường dẫn truyền chung cuối cùng của hệ thống vận động.
- Tổ chức vận động phân cấp và phân tán
- Chuyển động được kiểm soát bởi các cấp độ tương tác—các mạch tủy sống, thân não và vỏ não—trong đó các trung tâm cao hơn đặt ra mục tiêu và thông số trong khi các mạch thấp hơn xử lý việc thực hiện và phản hồi nhanh chóng, chứ không phải bởi một trung tâm điều khiển duy nhất.
Mechanisms
Hệ thống vận động được tổ chức theo các cấp độ tương tác. Ở cấp độ cơ bản, các cung phản xạ liên kết các thụ thể cảm giác với các tế bào thần kinh vận động thông qua tủy sống, tạo ra các phản ứng nhanh chóng, rập khuôn. Các thụ thể cảm thụ bản thể—thoi cơ và cơ quan gân Golgi—liên tục báo cáo chiều dài, vận tốc và lực của cơ, cung cấp thông tin cho các mạch tủy sống và trên tủy sống. Các đường dẫn truyền đi xuống từ vỏ não và thân não điều khiển và điều chỉnh các mạch tủy sống này, với hệ thống vỏ não-tủy sống hỗ trợ các chuyển động khéo léo, phân đoạn. Các tế bào thần kinh vận động của sừng trước tạo thành đường dẫn truyền chung cuối cùng: mỗi tế bào, cùng với các sợi cơ mà nó chi phối, tạo thành một đơn vị vận động, và sự tuyển dụng có trật tự của chúng điều chỉnh lực. Các tế bào thần kinh trung gian ức chế tạo ra sự chi phối đối ứng, làm giãn các cơ đối kháng khi các cơ chủ vận co lại, để hệ thống phân lớp tạo ra chuyển động trơn tru, phối hợp.
Clinical relevance
Hiểu biết về cách hệ thống vận động được tổ chức là nền tảng để giải thích các dấu hiệu vận động trong khoa học sức khỏe—ví dụ, sự phân biệt kinh điển giữa các kiểu tế bào thần kinh vận động trên và dưới. Lĩnh vực này mô tả tổ chức sinh lý học để định hướng giáo dục và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.
Evidence & guidelines
Tổ chức kiểm soát vận động dựa trên một chuỗi dài các nghiên cứu sinh lý học, từ các nghiên cứu phản xạ của Sherrington đến các đánh giá hiện đại về các đường dẫn truyền đi xuống, các đơn vị vận động và cảm thụ bản thể. Các nút chủ đề trong lĩnh vực này tóm tắt cơ sở bằng chứng đó; nút hiện tại là một tổng quan định hướng hơn là một hướng dẫn.
History
Khái niệm hiện đại về kiểm soát vận động phát triển từ các nghiên cứu đầu thế kỷ XX của Sherrington về phản xạ và chi phối đối ứng, trong đó định hình tế bào thần kinh vận động là đường dẫn truyền chung cuối cùng. Công trình thế kỷ XX đã mở rộng bức tranh này lên các hệ thống vỏ não và thân não đi xuống và tinh chỉnh sự hiểu biết về các đơn vị vận động và phản hồi cảm thụ bản thể, tạo ra mô hình phân lớp được tóm tắt ở đây.
Key figures
- Charles Sherrington
- Roger Lemon
- Uwe Proske
- Elwood Henneman
Related topics
Seminal works
- sherrington-1906
- lemon-2008
- heckman-enoka-2012
- proske-gandevia-2012
Frequently asked questions
- Sự khác biệt giữa tế bào thần kinh vận động trên và dưới là gì?
- Các tế bào thần kinh vận động trên có nguồn gốc từ vỏ não hoặc thân não và mang các lệnh đi xuống; các tế bào thần kinh vận động dưới nằm trong tủy sống hoặc thân não và chiếu trực tiếp đến cơ bắp, tạo thành đường dẫn truyền chung cuối cùng.
- Tại sao hệ thống vận động được mô tả là phân cấp?
- Bởi vì sự kiểm soát được phân tán trên các cấp độ—các mạch phản xạ tủy sống, thân não và vỏ não—trong đó các trung tâm cao hơn đặt ra mục tiêu và thông số trong khi các mạch thấp hơn xử lý việc thực hiện và phản hồi nhanh chóng.